摘 要

本篇论文主要是基于歪头连杆的锻压工艺与模具设计。歪头连杆属于柴油机中重要的零件，它的作用是将活塞和曲轴连接起来，并且把柴油机气缸内燃烧所产生的气体压力传递到曲轴上去，输出扭矩。在工作时要承受着很高的周期冲击压力和弯曲力的缘故，它需要足够的结构刚度和疲劳强度，因此须材料应选择高强度，并且也需具有合理的形状结构。要想提高连杆的锻造质量，除了需要选择优质的原材料以及加热下料、切边冲孔、等工序外，还须从选择模具设计参数的角度出发，总结出相关模锻件的质量与锻模的设计的关系，并且解决好工艺、工装设计问题。本文通过计算机三维造型和二维制图软件，对歪头连杆锻压工艺与模具设计的思路进行有效的评估，对于连杆的加工工艺、锻件分析、工艺方案及模具设计进行充分阐述说明。

关键词：连杆 锻压 模具设计 变形 加工工艺

Abstract

This thesis mainly introduced about the connecting rod forging process and die design . Oblique cutting connecting rod is one of the important parts of diesel engine, it will connect piston with a crankshaft , and make the gas pressure to the crankshaft which generated by the fuel in the cylinder，in order to output torque.Because it will bear very high cycle pressure impact and bending force when it is working.so it has enough fatigue strength and structural stiffness, must choose high strength material, also should have the reasonable structure shape.In order to improve the quality of connecting rod forging,in addition to consider good raw materials, heating, edge cutting, heat treatment, cleaning and other factors outside.The design parameters of die, die forging, die design and other aspects of the comprehensive analysis are also analyzed. Mainly used to solve the process and mold design.This paper by using computer 3D modeling and 2D drawing software and the objective is to evaluate and analyze the forging process of connecting rod and the oblique cutting die design and the oblique cutting of the connecting rod,forging, need to fully understand and master the relevant knowledge of the process scheme and die design for the inclined cut link.

keywords：Processing Technology; Connecting Rod; Forging and Pressing;Mould Design Deformation

目 录

第1章 歪头连杆零件分析及工艺方案的确定 1

1.1 零件分析 1

1.2 确定工艺方案 2

第2章 热模锻压力机模锻件设计 3

2.1 选择分模面 3

2.2 确定模锻件加工余量及公差 3

2.3 确定锻件模锻拔模斜度 4

2.4 圆角半径的选定 4

2.5 确定锻件的冲孔连皮 5

2.6 确定锻件、模膛的技术要求 5

2.7 绘制锻件图及计算锻件基本数据 5

第3章 热模锻工艺的设计 7

3.1 确定热模锻压力机的吨位 7

3.2飞边槽的选定 7

3.3 绘制计算毛坯图 8

第4章 模膛的设计 12

4.1终锻模膛的设计 11

4.1.1终锻模膛尺寸的确定 12

4.1.2钳口的设定 12

4.2预锻模膛的设计 12

第5章 模架设计 14

5.1模架设计主要内容 14

5.2模架的结构形式 14

5.3模块设计 15

5.3.1模块的形式 15

5.3.2模块尺寸的确定 16

5.4终锻模膛及其模块设计 18

5.5预锻模膛及其模块设计 19

第6章 总结 21

第7章 参考文献 22

第8章 致谢 23

第1章 歪头连杆零件分析及工艺方案的确定

1.1 零件分析

歪头连杆是长轴类锻件，沿纵向轴线它的截面积变化较大，对零件的整体尺寸形状，表面粗糙度进行分析，此零件的材料为40CrV，相比常用连杆材料40Cr加入合金元素使其材料性能更为优良，加热到一定温度后其塑性提高，变形抗力减小，易于锻造成形，是优质的柴油机连杆材料，材料预锻温度为1200°C，终锻温度为800°C。考虑到锻件的制造周期及工艺复杂程度，现将其补充成完整连杆进行锻压工艺及模具设计将大大缩短模具制造难度及加工周期，减少了成本，更加符合工艺性。

将歪头连杆补充成完整连杆需要在连接处设置4~6mm的切缝便于终锻之后的切边成形，经过分析其相关工艺性得出完整连杆锻压的模具需要经过“加热下料、辊锻制坯压扁、预锻、终锻、冲孔切边”等一系列工序，而对于型号不同的连杆需要预锻、终锻、冲孔、切边等多套模具。进行开发的方法十分传统、制造周期相对较长，模具变形大，修复周期长。对于歪头连杆先进行补充，将其补充成完整连杆之后再进行预锻终锻，最后进行沿着事先设计好的切缝进行切割最终得出歪头连杆零件，对补充的完整连杆进行相应的零件以及工艺分析，并通过三维造型计算，选择确定合理的锻造工艺方案，进行正确的工艺设计计算（包括零件工艺分析、方案分析、坯料选择、设备的选择、成形零件的设计计算、定位与卸料机构、模具结构尺寸、模具关键零件的确定与校核），设计合理的结构并绘制模具图纸（模具结构总装图、若干模具零件图等）。

模锻工步的选择：歪头连杆锻件横截面积延轴线变化很大，这类锻件采用错开成对排列，采用的工步为：辊锻制坯——预锻——终锻。